Влияние реконструкционных параметров сканирования позитронно-эмиссионного томографа на эффект частичного объема патологического очага

Выполнен сравнительный анализ методов обработки данных при расчете коэффициентов восстановления. Оценено влияние времяпролетной технологии и PSF-функции на коэффициент восстановления и прогноз девиации коэффициента восстановления для потенциальных патологических очагов диаметром 6–8 мм, а также параметров итерационных реконструкционных алгоритмов, фильтра Гаусса и аксиальных фильтров – на коэффициент восстановления. Расчет коэффициентов восстановления выполнен на основе количественных характеристик, полученных при анализе реконструкций изображений фантома IEC c шестью сферами, инсталлированными внутрь и заполненными радиофармацевтическим препаратом. Проведено восемь серий экспериментов с соотношениями активности фон/сфера 1/3, 1/4, 1/6, 1/8, 1/12, 1/14, 1/16, 1/20 при одинаковой концентрации активности в сферах во время каждого отдельного эксперимента. Выполнен прогноз влияния эффекта частичного объема на очаги диаметром от 6 до 8 мм с учетом используемых реконструкционных алгоритмов. Полученные результаты целесообразно использовать для гармонизации диагностических протоколов сканирования на позитронно-эмиссионных томографах за счет входных параметров реконструкционных алгоритмов и фильтров, что позволит минимизировать ошибку при количественной оценке радиофармацевтического препарата при анализе динамики развития патологического процесса, а также отклика патологии на терапию.

1. Vaquero, J. J. Positron Emission Tomography: Current Challenges and Opportunities for Technological Advances in Clinical and Preclinical Imaging Systems / J. J. Vaquero, P. Kinahan // Annu. Rev. Biomed. Eng. – 2015. – Vol. 17, № 1. – P. 385–414. https://doi.org/10.1146/annurev-bioeng-071114-040723

2. Soret, M. Partial-Volume Effect in PET Tumor Imaging / M. Soret, S. L. Bacharach, I. Buvat // J. Nucl. Med. – 2007. – Vol. 48, № 6. – P. 932–945. https://doi.org/10.2967/jnumed.106.035774

3. Moses, W. W. Fundamental Limits of Spatial Resolution in PET / W. W. Moses // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. – 2011. – Vol. 648, Suppl. 1. – P. S236–S240. https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.11.092

4. A recovery coefficient method for partial volume correction of PET images / S. M. Srinivas [et al.] // Ann. Nucl. Med. – 2009. – Vol. 23, № 4. – P. 341–348. https://doi.org/10.1007/s12149-009-0241-9

5. Современные подходы к обеспечению качества диагностики в позитронно-эмиссионной томографии / Л. А. Чипига [и др.] // Мед. физика. – 2019. – № 2 (82). – C. 78–92.

6. Spreadsheet program for estimating recovery coefficient to get partial volume corrected standardized uptake value in clinical positron emission tomography-computed tomography studies / R. Kumar [et al.] // Indian J. Nucl. Med. – 2012. – Vol. 27, № 2. – P. 89–94. https://doi.org/10.4103/0972-3919.110688

7. Partial volume correction strategies for quantitative FDG PET in oncology / N. Hoetjes [etal.] // Eur. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. – 2010. – Vol. 37, № 9. – P. 179–187. https://doi.org/10.1007/s00259-010-1472-7

8. Meechai, T. Partial-volume effect correction in positron emission tomography brain scan image using super-resolution image reconstruction / T. Meechai, S. Tepmongkol, C. Pluempitiwiriyawej // Br. J. Radiol. – 2015. – Vol. 88, № 1046. – P. 20140119. https://doi.org/10.1259/bjr.20140119

9. Контроль качества изображения в позитронно-эмиссионной томографии с помощью фантома madeira / Л. А. Чипига [и др.] // Мед. физика. – 2014. – № 3 (63). – C. 48–56.

10. PET Performance Measurements Using the NEMA NU 2-2001 Standard / M. E. Daube-Witherspoon [et al.] // J. Nucl. Med. – 2002. – Vol. 43, № 10. – P. 1398–1409.